Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện tử: Thiết kế và phân tích các giao thức nâng cao hiệu năng mạng hợp tác hai chiều

Luận án xem xét các mô hình trong điều kiện giả định thực tế hơn so với các công bố đã có như: thông tin trạng thái kênh truyền không hoàn hảo; điều kiện triệt can nhiễu tuần tự không hoàn hảo; còn tồn tại nhiễu vòng lặp sau khi đã được triệt can nhiễu ở anten thu trong truyền song công và thu hoạch năng lượng phi tuyến.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện tử: Thiết kế và phân tích các giao thức nâng cao hiệu năng mạng hợp tác hai chiều BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐÀO THỊ THU THỦY THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH CÁC GIAO THỨC NÂNG CAO HIỆU NĂNG MẠNG HỢP TÁC HAI CHIỀU NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 9520203Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Ngọc SơnPhản biện 1: PGS. TS. Hà Đắc BìnhPhản biện 2: PGS. TS. Hồ Văn KhươngPhản biện 3: PGS. TS. Trần Trung Duy Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2023 LÝ LỊCH CÁ NHÂNI. Thông tin cá nhân:Họ và tên: ĐÀO THỊ THU THỦY Giới tính: NữNgày sinh: 28/08/1978 Nơi sinh: Hưng YênII. Quá trình đào tạo:Từ 1996 đến 2001: sinh viên đại học khoa Điện - Điện tử, trường Đại học BáchKhoa Thành phố Hồ Chí Minh.Từ 2002 đến 2004: học viên cao học khoa Điện - Điện tử, trường Đại học BáchKhoa Thành phố Hồ Chí Minh.Từ 2019 đến 2023: nghiên cứu sinh khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Sư phạmKỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.III. Quá trình công tác:Từ năm 2001 đến nay: giảng viên khoa Công nghệ Điện tử, trường Đại học Côngnghiệp Thành phố Hồ Chí Minh. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Đào Thị Thu Thủy i LỜI CAM ĐOANTôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bốtrong bất kỳ công trình nào khác. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Đào Thị Thu Thủy ii LỜI CẢM TẠĐầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn TS. Phạm Ngọc Sơn đã tận tình hướng dẫntrong quá trình nghiên cứu để tôi hoàn thành luận án.Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử, các thầy cô phòngĐào tạo Sau Đại học của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ ChíMinh, đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường.Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu và Lãnh đạo khoa Công nghệ Điện tử của trường Đạihọc Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trìnhlàm nghiên cứu sinh. Xin cảm ơn các đồng nghiệp, các anh chị em đã trực tiếp vàgián tiếp giúp tôi thực hiện mong muốn tiếp tục học tập và nghiên cứu của mình.Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình thân yêu đã động viên về tinh thần và tạo độnglực cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Đào Thị Thu Thủy iii TÓM TẮTNội dung chính của luận án là đề xuất ba mô hình và giao thức mới để nâng caohiệu năng của mạng hợp tác hai chiều (TW: Two-Way) trong môi trường vô tuyếnthông thường và vô tuyến nhận thức dạng nền. Đồng thời, các mô hình được xemxét trong các điều kiện giả định gần với thực tế hơn so với các công trình đã côngbố.Mô hình đầu tiên là mạng hợp tác hai chiều gồm hai nguồn và một cụm thiết bịchuyển tiếp. Trong mô hình sử dụng kỹ thuật lựa chọn thiết bị chuyển tiếp (RS:Relay Selection) bán phần, kỹ thuật triệt can nhiễu tuần tự (SIC: SuccessiveInterference Cancellation) và kỹ thuật mã hóa mạng số (DNC: Digital NetworkCoding). Mô hình được khảo sát trong các điều kiện lý tưởng và thực tế của kỹthuật triệt can nhiễu tuần tự và thông tin trạng thái kênh truyền (CSI: Channel StateInformation). Phương pháp lựa chọn thiết bị chuyển tiếp bán phần giúp giảm thiểuthời gian thu thập các CSI. Kỹ thuật SIC và DNC giúp giảm số khe thời gian truyềnnhận dữ liệu. Kết quả cho thấy thông lượng hệ thống (TP: Throughput) được cảithiện so với trường hợp không sử dụng kết hợp các kỹ thuật trên. Bên cạnh đó môhình đạt được thông lượng hệ thống cực đại tại các vị trí của cụm thiết bị chuyểntiếp nếu chọn hệ số phân chia công suất phù hợp cho hai nguồn.Mô hình tiếp theo là mạng vô tuyến nhận thức hai chiều dạng nền sử dụng bề mặtphản xạ thông minh có thể cấu hình lại (RIS: Reconfigurable Intelligent Surface).Mô hình gồm hai nguồn thứ cấp truyền tín hiệu cho nhau thông qua RIS, mô hìnhhoạt động ở chế độ song công (FD: Full-Duplex) và trong điều kiện hạn chế cannhiễu của một cụm máy thu sơ cấp (PR: Primary Receiver). Ưu điểm của RIS so vớithiết bị chuyển tiếp truyền thống là RIS gần như không cần năng lượng khi hoạtđộng, không có phần cứng phức tạp, tiết kiệm chi phí triển khai và vận hành. Đồngthời, công nghệ vô tuyến nhận thức (CR: Cognitive Radio) giúp nâng cao hiệu q ...